Устройство для удаления воды из скважины

(54) УСТРОЙСТВОИЗ СКВАЖИНЫ ИЯ ВОДЫ ыитный Г. не 29 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Волгоградский государственнаучно-исследовательский и проеинститут нефтяной промьппленност(56) Молчанов Г,В. и Молчанов АМашины и оборудование для добычти и газа. М.: Недра, 1984, с.231,Патент США У 3167125,кл. 166-45, 1965.(57) Изобретение относится к областиэксплуатации обводняющнхся нефтяныхи газовых скважин. Цель изобретения - упрощение процесса удаленияводы эа счет использования энергиипласта для управления приводом насоса 3. Для этого в устр-ве привод выполнен в виде установленного в насосно-компрессорных трубах 1 цилиндраб с поршнем 7, имеющим эолотниковыйклапан 8Подпоршневая полость ци13885линдра 6 связана посредством канала 9 с верхней частью подземного сепаратора (С) 5. Для обеспечения заданного режима отбора продукции из сква. жины устрво имеет штуцеры 10, 11, 12, установленные в каналах С 5. Для, предотвращения попадания углеводород" ной фазы на прием насоса устр-во имеет поплавковый клапан 13, размещенный в канале 9. Для предотвращения повьппения давления в подпоршневой полости привода устр-во имеет предохранительный клапан 14, установ" 48ленный в поршне 7. В результате работы одного цикла устр-ва в поглощающий горизонт, закачивается объем во"ды, равный объему рабочей камеры насоса 3 с повьппением давления воды.Для этого расходуется объем нефти игаза, равный объему полости привода,н дополнительный объемнефти и газа,проходящий через штуцеры 11 и 12 завремя перемещения поршня 7 вниз, Давление расходуемых объемов нефти снижается, а также снижается давлениев С 5 и в пласте. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к эксплуатации обводняющихся нефтяных и газо-вых скважин.Цель изобретения - упрощение процесса удаления воды за счет использования энергии пласта для управления приводом насоса, обеспечение заДанного режима отбора продукции изскважины, предотвращения попаданияуглеводородной фазы на прием насосаи предотвращения повышения давленияв подпоршневой полости привода.На фиг. 1 показана схема устройства для удаления воды из скважины,на фиг. 2 - разновидность конструкции золотникового типа,Устройство для удаления воды изскважины включает привод, насоснокомпрессорные трубы 1 с установленным на них пакером 2 и размещеннымвнутри них под приводом насосом 3со штоком 4, связанным с приводом,подземный сепаратор 5, нижняя частьКоторого посредством канала сообщена с полостью насоса 3, причем привод выполнен в виде установленногов насосно-компрессорных трубах 1 цилиндра 6 с поршнем 7, имеющим золотниковый клапан 8, при этом подпоршневая полость цилиндра 6 связана посредством канала 9 с верхнеи частьюподземного сепаратора 5, а каналыподземного сепаратора 5 снабжены штуцерами 10, 11, 12. Устройство такжеимеет поплавковый клапан 13, размещенный в канале, сообщая подземныйсепаратор 5 с полостью насоса 3 и предохранительный клапан 14, установленный в поршне 7.Рабочая камера привода (фиг. 2) может быть снабжена упорами 15, а предкамера размещаться только на вхд"де в рабочую камеру двигателя. Шток агрегата при этом снабжается упорами 16 и 17, а перепускное отверстие между рабочей камерой двигателя и пред- камерой перекрывается клапаном 18. золотникового типа с пружиной 19.Устройство работает следующим образом.Обводненные нефть и (или) газ изпродуктивного пласта через перфорационные отверстия в обсадной колонне поступают в подземный сепаратор 5 и разделяются на водную и углеводородную фазы. Перед началом рабочего хода поршневого агрегата (поршни привода и насоса 3 в нижнем положении) нефть и газ иэ сепаратора перетекают в ее верхнюю часть, а вода из нижней части сепаратора заполняет рабочую камеру насоса 3, проходя через обратный клапан насоса. В результате заполнения укаэанных свободных пространств углеводородной фазой и водой давление в них начинает повышаться, приближаясь к давлению в продуктивном пласте и поршень 7, а одновременно и связанный с ним штоком 4 поршень насоса, начинают перемещаться вверх, При -этом аолотииковый.клапан 8 закЭ 35 рыт под действием перепада давления.над поршнем и в подпоршневом прост.ранстве, всасывающий клапан насоса 3закрыт в результате повышения давления в рабочей камере насоса 3, нагнетательный клапан насоса 3 открываетсяпосле повышения давления в насосе 3до величины, большей, чем давлениев поглощающем горизонте. При ходепоршней вверх происходит закачка воды в поглощающий горизонт, заполнениеводой рабочей камеры насоса ниже пор шня насоса и приток нефти и газа вподпоршневую полость привода. Приподходе поршня 7 в крайнее верхнееположение клапан 8 открывается поддействием механического соударенияо корпус привода. После этого нефтьи газ из подпоршневого пространствапривода поступают в колонну насоснокомпрессорных труби отводятся наполезное использование, давления пообе стороны поршня 7 выравниваются,давление г. сепараторе 5 снижается.Поршни начинают двигаться вниз, нагнетательный клапан насоса закрывается, Перемещение поршней вниз вначалепроисходит под действием веса поршней и штока и под действием перепададавления в насоса. После выравнивания давления выше и ниже поршня насоса 3 всасывающий клапан открывается, а перемещение поршней вниз осуществляется только под действием ихвеса и веса штока. При подходе поршней к крайнему нижнему положению клапан 7 закрывается от механическогосоударения о корпус рабочей камерыдвигателя и новый цикл работы устройства совершается в описанной последовательности,В результате совершения одногоцикла работы устройства происходитзакачка в поглощающий горизонт объема воды, равного объему рабочей камеры насоса с повышением давления воды. Для этой операции расходуетсяобъем нефти и газа, равный объему45полости камеры привода и дополнительный объем нефти и газа, прошедшийчерез штуцеры 11, 12 за время перемещения поршня 7 вниз. Давление расходуемых объемов нефти снижается, атакже снижаются давления в сепараторе 5 и пласте,Конструкции и работа устройстваобусловлены необходимостью предотвращения закачки в поглощающий горизонт 55углеводородной фазы, необходимостьюуменьшения объемов углеводородной фа.зы, проходящих через поршень 7 при движении его вниз, и необходимостью предотвращения высоких депрессий на продуктивный пласт,Если производительность насоса 3 при работе устройства в заданном режиме выше, чем расход поступающей из пласта воды, то уровень воды в сепараторе 5 сникается, пока не достигает положения поплавкового клапана 13. После этого поплавковый клапан перекрывает входное отверстие насоса и поршни останавливаются, Остановка поршней происходит при ходе их вверх, так как при ходе вниз вода из предкамеры в рабочую камеру насоса не поступает, и поэтому клапан 8 золотникового типа находится в закрытом положении. При остановке поршней давление под поршнем 7 повышается и достигает величины срабатывания предохранительного клапана 14. После этого углеводородная фаза отбирается из сепаратора через клапан 14 до того времени, пока уровень воды в сепараторе не повысится.При ходе поршней вниз через клапан 8 в насосно-компрессорные трубы 1 поступают из сепаратора и продуктивного пласта нефть и газ, не совершая при этом полезной работы, Если запасы энергии пласта ограничены, обводненность пластовой продукции значительна, то бесполезные перетоки нефти и газа снижают эффективность работы устройства. Для уменьшения бесполезных перетоков углеводородной фазы устройство снабжено штуцерами 10, 11, 12. Более значительный эффект по уменьшению бесполезных перетоков нефти и газа может быть получен при использовании золотникового клапана для перекрытия перепускного отверстия между сепаратором и полостью привода (фиг. 2). Работа такой конструкции части устройства осуществляется следующим образом.Нефть и газ из сепаратора поступают в сепаратор и полость привода, перемещая поршень 7 вверх при закры - том клапане 8 и открытом клапане 18. При подходе поршня к крайней верхней точке вначале клапаном 18 перекрывается перепускное отверстие между полостью привода и сепаратором и ход поршня замедляется из-за резкого снижения поступления в полость нефти и газа, так как штуцер 10 имеет уменьшенный диаметр, Замедленный ходпоршня до верхней точки происходит при сжатии пружины 19. У верхней точки клапан 8 открывается упорами 15, смещается по штоку. 4 до упора 16 и начинается перемещение поршня вниз.При подходе поршня к крайней нижней точке упор 16 открывает клапан 18, который в дальнейшем фиксируется упором 17 и работа устройства повторяет ся в описанной последовательности.Уменьшение бесполезного расхода нефти и газа устройством по фиг, 2 достигается за счет того, что при ходе поршня 7 вниз через полость при вода проходит ограниченный штуцером 10 объем углеводородной фазы, в то время как основное перепускное отверстие перекрыто золотниковым клапаном 18, 20Кроме уменьшения бесполезного расхода нефти и газа клапан 18, штуцеры 10, 11, 12 предотвращают создание высоких депрессий на пласт. При отсутствии перечисленных элементов уст ройства, при ходе поршня 7 вниз, величина депрессии на пласт была бы равна разности давления в призабойной зоне пласта и давления насоснокомпрессорных трубах вью поршня 7.Создание кратковременных высоких депрессий может привести к разрушению призабойной зоны пласта, цементного камня, усталостному разрушению труб и деталей устройства, а также вызовет эмульгирование воды в углеводородной фазе с последующим ухудшением эффективности разделения этих фаз в сепараторе. Отмеченные элементы устройства позволяют сглаживать пульсации давления и регулировать воздействие на призабойную зону пласта. Формула из обре тен ия 1. Устройство для удаления водыиз скважины, включающее привод, насосно-компрессорные трубы с установленным на них пакером и размещеннымвнутри них под приводом насосом сштоком, связанным с приводом, подземный сепаратор, нижняя часть которого посредством канала сообщена сполостью насоса, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощенияпроцесса удаления Ьоды за счет использования энергии пласта для управления приводом насоса, привод выполнен в виде установленного в насосно-компрессорных трубах цилиндра споршнем, имеющим золотниковый клапан, причем подпоршневая полость цилиндра связана посредством каналас верхней частью подземного сепаратора.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения заданного, режима отборапродукции из скважины, оно снабженоштуцерами, установленными в каналахподземного сепаратора,3. Устройство по п. 1, о т л и"ч ающе е-с я тем, что, с цельюпредотвращения попадания углеводородной фазы на прием насоса, оно снабжено поплавковым клапаном, размещенным в канале, сообщающем подземныйсепаратор с полостью насоса.4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюпредотвращения повышения давленияв по 4 поршневой полости привода, оноснабжено предохранительным клапаном,установленным в поршне,/5 34 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра